Präzise Kunststoffteile in Rekordzeit
Baumüller liefert ein höchst dynamisches und kompaktes Antriebssystem für die BOY Electric Spritzgießmaschinen von Dr. Boy GmbH & Co. KG
Wie lassen sich kleine, technisch komplexe Kunststoffteile schnell und effizient spritzen? Mit Spritzgießautomaten von BOY. Die neuentwickelte, vollelektrische Spritzgießmaschinenreihe BOY Electric im Schließkraftbereich von 350 bis 800 kN bietet eine hohe Dynamik und parallele Bewegungen. Durch höchst dynamische Antriebe und eine kompakte Bauweise vereint die Maschine eine hohe Produktionsgeschwindigkeit mit einer minimalen Aufstellfläche.
Spritzgießverfahren sind heute gängige Praxis. Daraus entstehen technische Bauteile, Spielwaren, Verpackungen und mehr. Die Aufgabe der Maschine ist es, in Rekordzeit qualitativ hochwertige Kunststoffteile herzustellen. „Mehr als 50 Prozent unserer verkauften Maschinen produzieren technische Bauteile“, erläutert Dipl.-Ing. Martin Kaiser, Technischer Leiter Dr. Boy GmbH & Co. KG.
Minimaler Einbauraum für präzise Spritzgussteile
Die vollelektrischen Spritzgießmaschinen BOY Electric sind noch genauer in der Positionserfassung, ermöglichen dynamische Bewegungsabläufe und verkürzte Zykluszeiten durch parallelen Schließkraftaufbau zum Einspritzen
Die Dr. Boy GmbH & Co. KG mit Sitz in Neustadt-Fernthal ist führender Hersteller für Spritzgießmaschinen im Schließkraftbereich bis 1.250 kN.
1968 begann die Erfolgsgeschichte von BOY mit der Markteinführung der BOY 15. Ihre Kompaktbauweise, die einfache Bedienbarkeit sowie die wirtschaftliche Effizienz und die zum Teil völlig neuen technischen Lösungen revolutionierten die vollautomatisierte Fertigung im Kunststoffspritzguss. Durch stetige Forschung und konsequente Weiterentwicklung bietet BOY heute eine ganze Reihe von Spritzgießmaschinen für alle Anforderungen an. Seit der Firmengründung wurden über 50.000 Spritzgießmaschinen in alle Kontinente geliefert.
Die Anforderungen von Endanwendern sind sehr hoch: „Die vollelektrische Spritzgussmaschine bietet eine clevere Kombination aus Energieeinsparung und erhöhter Präzision“, erklärt Martin Kaiser.
BOY setzt auf ein effizientes Antriebssystem von Baumüller. Die Lösung besteht aus der dynamischen Servomotoren-Baureihe DSD2, den kompakten Servomotoren DSC2, dem Anreihsystem b maXX 5300 inklusive Einspeiseeinheit b maXX 5000 und das im Umrichter integrierte Softwaremodul Servohydraulik. Die Software läuft auf der im Antrieb enthaltenen softdrivePLC.
Patentierte Staudruckmessung ohne zusätzliche Bauteile
Die BOY Electric bietet alle Vorzüge einer vollelektrischen Spritzgießmaschine in Bezug auf hohe Dynamik und parallele Bewegungen. Einspritzen, Dosieren und Auswerfen sind in der Maschine gemeinsam mit Baumüller elektromechanisch realisiert worden. Für die jeweilige Bewegung wurde die optimale und effizienteste Lösung ausgewählt.
Herzstück der Maschine ist die neu konzipierte elektromechanische Universaleinspritzeinheit. Die patentierte Staudruckmessung ist einzigartig am Spritzgießmarkt. Ein Kraftsensor erfasst dabei die auf die Schnecke übertragene Kraft an der Einspritzmechanik und wertet diese in den Baumüller Servoantrieben aus. „Wir haben lange überlegt, ausprobiert und getüftelt. Von der Idee bis zur Realisierung verging circa ein Jahr“, erzählt Martin Kaiser, der bereits seit 18 Jahren bei BOY arbeitet.
Die elektromechanische Antriebstechnik bietet viele Vorteile: Noch genauere Positionserfassung, dynamische Bewegungsabläufe und verkürzte Zykluszeiten durch parallelen Schließkraftaufbau zum Einspritzen.
Die dynamische Servomotoren-Baureihe DSD2 ermöglicht verkürzte Zykluszeiten durch parallelen Schließkraftaufbau zum Einspritzen 
Die kompakten Servoregler des Anreihsystems b maXX 5300 reduzieren den Verdrahtungsaufwand durch integrierte Safety-Funktionalitäten
Servomotoren für erhöhte Dynamik
Zum Einsatz kommen sowohl die dynamischen DSD2 als auch die kompakten DSC2-Servomotoren von Baumüller, die für höchste Anforderungen an Beschleunigungsvermögen und beste Start-Stopp-Qualitäten konzipiert wurden. Diese weisen ein exzellentes Drehmoment-Massenträgheitsverhältnis auf. Das sorgt für höchste Dynamik, also schnelles und präzises Fertigen von Spritzgussteilen. Die Bewegungen der einzelnen Antriebe müssen aufeinander hochgenau synchronisiert werden, um präzise Ergebnisse zu erzielen. Die Servomotoren haben sehr gute Rundlaufeigenschaften und ermöglichen im Zusammenspiel mit den b maXX Servoantrieben von Baumüller eine hohe Positions- und Geschwindigkeitsgenauigkeit. Die Komponenten arbeiten perfekt zusammen und sind sehr energieeffizient, da sie sich im Zwischenkreisverbund Energie teilen.
Das Anreihsystem b maXX 5300 mit integrierter Safety-Funktionalität regelt die elektrischen Antriebsachsen sehr präzise und ist auf kleinstem Raum integriert. Dies ermöglicht zahlreiche Ausbaumöglichkeiten der Maschine.
Die Zwei-Platten-Schließeinheit mit schmierstofffreiem Werkzeugeinbauraum wird von der energiesparenden Servohydraulik versorgt. Zusammen mit der Druckübersetzer- und Differentialdrucktechnologie wird hydraulischer Druck dynamisch in die Schließplattenbewegung und energieeffizient in die Schließkraft umgewandelt. Um den Servomotor bestmöglich an die Pumpe anzuflanschen, hat Baumüller eine kundenspezifische Lösung gemeinsam mit BOY entwickelt. Dadurch sind sehr kompakte Motor-Pumpen-Kombinationen möglich.
Die b maXX Servoantriebe überzeugen durch Drive Intelligence für Servohydraulik-Anwendungen, die Baumüller gemeinsam mit BOY partnerschaftlich entwickelt hat: „Die hochdynamische Druck- und Volumenstromregelung in einer Zykluszeit von 125 µs schafft höchste Präzision und Wiederholgenauigkeit, die wir für den optimalen Betrieb unserer Kompakt-Spritzgießautomaten benötigen“, betont Martin Kaiser.
Durch die genaue Positionserfassung des elektromechanischen Auswerfers lassen sich parallele, präzise und hochdynamische Handling-Bewegungen realisieren
Der neue elektromechanische Auswerfer ermöglicht eine noch genauere Positionserfassung und eine sehr direkte Ansteuerung. Dadurch lassen sich parallele, präzise und hochdynamische Bewegungen im Zusammenspiel mit Schließplatten oder Handling-Bewegungen realisieren. Diese sparen nicht nur Zykluszeit, sondern schonen auch das Produkt sowie Werkzeug, Greifer und Maschine. Einen großen Vorteil bietet der elektromechanische Auswerfer bei sehr langsamen Verfahrbewegungen, da Stick-Slip-Effekte, wie in der Hydraulik üblich, vermieden werden.
Der Dosierantrieb ist sehr effizient und zeichnet sich durch ein hohes Energieeinsparpotential bei großen Materialdurchsätzen aus. Zudem verbessert sich die Arbeitsumgebung durch den geräuscharmen, leisen Lauf.
„Die Auslegung ist flexibel möglich. Die Motoren können sowohl mechanisch als auch elektrotechnisch optimal an die Bedingungen in unseren Spritzgießmaschinen adaptiert werden“, lobt Martin Kaiser die Zusammenarbeit mit Baumüller. Baumüller unterstützte BOY bei der Antriebsdimensionierung und Erstinbetriebnahme der vollelektrischen Spritzgießmaschine.
Perfektes Teamwork
Dipl.-Ing. Martin Kaiser, Technischer Leiter BOY: „Wir arbeiten inzwischen 15 Jahre mit Baumüller zusammen. Besonders hervorzuheben ist die immer gute Beratung und Betreuung, auch bei Sonderantrieben, die nur in geringer Stückzahl benötigt werden. Im Serienbedarf zeigt Baumüller eine sehr gute Lieferperformance, die auch in Zeiten der Elektronik-Bauteil-Knappheit aufrechterhalten wurde. Baumüller reagiert flexibel auf Lieferzeitwünsche und bietet einen sehr guten technischen Support. Es wird schnell und kompetent geholfen.“
BOY entwickelt und produziert ausschließlich am Produktionsstandort in Neustadt-Fernthal, Deutschland. Hier entstehen kompakte Spritzgießautomaten bis 1.250 kN Schließkraft
Fazit
Die vollelektrische Spritzgießmaschine BOY Electric ist dynamisch, schnell und präzise. Auf ihr lassen sich unterschiedlichste Kunststoffteile in Rekordzeit spritzen. In guter und partnerschaftlicher Zusammenarbeit zwischen BOY und Baumüller ist ein kompaktes Antriebssystem entstanden, das von hoher Dynamik, einer präzisen Regelung und einem platzsparenden Antriebskonzept profitiert. Seit mehr als 15 Jahren entstehen in Zusammenarbeit mit Baumüller neue innovative Spritzgießmaschinen mit modernsten Lösungen. Durch flexible und kundenspezifische Anpassungen sowie Weiterentwicklungen des Antriebssystems bietet die BOY Electric eine hohe Produktionsgeschwindigkeit und eine minimale Aufstellfläche.
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